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Fragestellung: Ubiquitin, ein in Eukaryonten vorkommendes Molekül, ist an essentiellen intrazellulären Funktionen wie Regulation der Immunantwort und des Proteinabbaus beteiligt. Intrazellulär zu degradierende Proteine werden über eine ATP-abhängige Enzymkaskade an Ubiquitin gebunden und über das Proteasom zu Peptiden abgebaut. Voruntersuchungen im humanen Muskelgewebe nach Fraktur mit begleitendem Weichteiltrauma zeigten eine signifikante Abnahme der Aktivität der Ubiquitin-Protein-Konjugation (tUbPL) bei Patienten mit Weichteilkontusion gegenüber Patientengruppen mit ungeschädigter Skelettmuskulatur mit bisher unklarer Bedeutung. Die vorliegende Studie soll mit einem standardisierten Schädigungsmodell die Hypothese einer Abnahme der tUbPL im Muskel nach Kontusion bestätigen.

Methodik: 5 Gruppen mit je 5 männlichen Sprague Dawley Ratten (230-260g), Pentobarbitalnarkose, geschlossenes Weichteiltrauma durch kontrollierte Aufpralltechnik am Hinterlauf, Entnahme von M. extensor digitorum longus (EDL) beidseitig nach 0h, 6h, 48h post Trauma und an sham-Tieren. Muskellysatgewinnung, Konjugation biotinylierten Ubiquitins an zelluläre Substratproteine. Gelelektrophoretische Auftrennung und Chemilumineszenzmessung zur Quantifizierung des Anbaus von Biotin-markiertem Ubiquitin an Proteine = tUbPL. Messung der cytosolischen Ubiquitinkonzentration mittels Immunoblot (Anti-Ubiquitin-Antikörper). Statistik: One way Analysis of Variance (ANOVA), Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwertes (MW ± SEM), Signifikanzniveau P < 0,05.

Ergebnisse: Signifikanter Abfall der tUbPL im EDL (Ratte) unmittelbar nach Trauma (0h) auf 3,16 fkat/µg Gesamtprotein (GP) und Wiederanstieg nach 48h auf 4,92 fkat/µg GP. Sham-Tiere: 6,68 fkat/µg GP. Signifikanter Anstieg der zellulären Ubiquitinkonjugate zwischen 0h und 6h nach Trauma von 11,95 auf 22,32ng/µg GP. Sham-Tiere: 11,03ng/µg GP. Anstieg von freiem zellulären Ubiquitin zwischen 0h und 48h nach Trauma von 1,65ng/µg GP auf 2,97ng/µg GP. Sham-Tiere: 1,76ng/µg GP.

Diskussion:Die tUbPL ist im kontusionierten Rattenmuskel gegenüber unkontusionierter Skelettmuskulatur signifikant erniedrigt. Ebenso existiert ein signifikanter Anstieg der zellulären Ubiquitinkonjugate in kontusioniertem Muskel ab der 6h post Trauma sowie ein ebenso signifikanter Anstieg der cytosolischen Ubiquitinkonzentration. Als Ursache einer verminderten tUbPL wäre eine durch Trauma induzierte Änderung der Aktivität des Ubiquitin-Proteasom-Systems denkbar. Dies könnte einen Schutzmechanismus darstellen, der eine unkontrollierte Proteolyse nach Gewebeschaden bzw. in einer katabolen Stoffwechsellage verhindern würde. Warum es im Gegensatz zum humanen Modell zu einem Anstieg der zellulären Ubiquitinkonjugate und des freien zellulären Ubiquitins kommt, bleibt zu klären.